Пузырьково-струйная печать Canon Bubble Jet
Метод пузырьково-струйной печати получил своё название от английского термина «Bubble Jet», что в переводе означает «пузырьковая печать». Метод пузырьково-струйной печати называют также методом газовых пузырей, пузырьковой технологией печати или методом инжектируемых пузырьков.
Принцип пузырьково-струйной печати был разработан во второй половине 70-х годов ХХ века корпорацией Canon. На суд общественности новая технология была представлена в 1981 году на выставке «Grand Fair». Первый монохромный пузырьково-струйный принтер Canon BJ-80 поступил в продажу в 1985 году, первый полноцветный принтер Canon BJC-440 – в 1988 году.
Первый пузырьково-струйный принтер Canon BJ-80
Рассмотрим принцип пузырьково-струйной печати. Для этого обратимся к следующему рисунку.
Технология пузырьково-струйной печати
Чернила из струйного картриджа попадают в печатающую головку, оснащённую множеством микроскопических дюз (сопел, форсунок). В каждую дюзу печатающей головки встроен микронагреватель (тонкоплёночный резистор), на который подаются электрические импульсы продолжительностью 7-10 микросекунд. Под влиянием электрических импульсов чернила разогреваются до высокой температуры и закипают, аккумулируя при этом мелкие воздушно-чернильные пузырьки (Bubble). Для испарения разных видов чернил требуется различная температура. Так, например, чернила HP начинают активно испаряться при температуре 330°С. С каждым новым электрическим импульсом пузырьки выталкивают из дюзы равные капли чернил диаметром менее 0,16 мм, которые попадают на бумажный носитель. В промежутке между импульсами нагрев резистора прекращается и паровые пузырьки уменьшаются в размерах, что приводит к затягиваю в дюзу новой порции чернил.
Микронагреватель включается и выключается с невероятной скоростью, выпуская из каждого сопла печатающей головки примерно 24 тысячи чернильных капель в секунду. Тепловой поток в дюзе эквивалентен 2 миллиардам ватт в расчёте на 1 м² площади. Скорость прироста температуры составляет 300 млн. °С в секунду. Учитывая, что тепловой импульс длится 2 микросекунды, микронагреватель успевает за это время разогреться только до 300-600°С, в зависимости от модели картриджа.
Растворитель, который входит в состав чернил, начинает активно испаряться при температуре около 330°С. В пузырьке пара при достижении максимальной температуры давление достигает 125 атмосфер – больше, чем в стволе пневматического ружья. За счёт высокого давления чернильная капля вылетает из дюзы печатающей головки со скоростью более 100 м/с.
В полноцветных струйных картриджах сопла подсоединяются к резервуарам с разными цветовыми красителями, что позволяет создавать полноцветные изображения из микроскопических точек.
При использовании пузырьково-струйной печати возникает проблема капель-спутников (сателлитов), вылетающих следом за основными каплями чернил. Капли-спутники значительно меньше основных капель, но всё равно снижают качество отпечатанного изображения.
Пузырьково-струйные картриджи имеют меньше конструктивных элементов по сравнению с пьезоэлектрическими картриджами, поэтому они более надёжны и долговечны.
Отпечатки, полученные при помощи пузырьково-струйных принтеров, имеют высокое разрешение и точную прорисовку линий. При этом области со сплошной заливкой получаются, как правило, немного расплывчатыми.
Ещё один недостаток пузырьково-струйной печати заключается в том, что образование воздушно-чернильного пузырька сопровождается испарением растворителя и налипанием сухого красителя на стенки дюз печатающей головки. Сухой краситель под воздействием высокой температуры разлагается и образует смолистые вещества, которые забивают дюзу. По этой причине пузырьково-струйные картриджи имеют встроенную печатающую головку, которая после окончания чернил выбрасывается вместе с картриджем. Это увеличивает стоимость обслуживания принтера, но при этом позволяет сохранять его работоспособность в случае приобретения неоригинального картриджа.
